无线光通信技术概析
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辐射光能量，造成 能量损失、能量重新分配或者能量偏移传
１ ． ２ 无线 光通 信技 术组 网通 信 中的关 键技 术
采用无线 光通信技术 组 网通信 时需考虑 下列关键技 术
对通信质 量的影 响：其 一是选择波 长 ，空气 中的水分子会
播等现象 。大气始终处于运动状态下的不稳定体系中，其折 射率随着时问和空 间变化无规则变化，因此光波参量也随着 折射率的变化而随机地影响到光束的传输质量。另外大气中 雨 、血、浓雾等 自然恶劣条件也会导致 多光信号造成严重的 衰减 ，一般可采用提高功率 的方法克服 。大气湍流主要指大
气湍流运动状态下因折射率随机变化造成的光束扩展 、光束 弯 曲、光 强闪烁等影响，例如光强闪烁影响，其指光束通过 湍流漩 涡时，光束直径 内的独立形成散射和衍射现象 ，是光
衰减波 的传 播 ，对波 长具有选择性 ，一般会选 用损耗低 的 窗 口８ ５ ０ ｎ ｍ ￥ １ １ ５ ５ ０ ｎ ｍ 波长 ，另外考虑到激光 能量密度或功率 密度超过 次阈值时对人 体眼睛 的损伤 问题 ，经试 验证 明，
２ ０ １ ３ 年第３ ５ 期
（ 总 第 ２ ７ ８ 期 ）
两 妻 《 垫 紊
（ Ｃ Ｎ Ｏ ． ３ ５ ． ２ ０ １ ３ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｏ． ２ ７ ８）
无线光通信技术概析
杨 芳
（ 内蒙古平庄煤 业 （ 集团 ） 有 限责任公 司， 内蒙 古 赤峰 ０ ２ ４ ０ ７ ６）
偏移，可采用变焦 以改变波束发散角或者利用Ｃ Ｃ Ｄ 光强度或
波 形 自动 定位和跟踪 ；其四是消 除闪烁和散射 ，因空气 内
部温度 的不 均一性 ，大气的折射系数 存在 明显差异 ，易 引 起 传输信号 强度 的变化 ，其影响范 围主要 在大于５ ０ ０ ｍ 的长
距 离通信 中，可采用 多波 束或者利用 相关检测方法 解决 的 手 段 ，空气 散射 主要指 空气 内部温度 不均一性造成 的介质
折射 率不 同，易造成传输 损耗 ，可采用 合理规避排风 口、
烟 囱、高温屋顶 、管道等 手段解决 ；其 五是提高传输速 度
和编选 特殊编码 ，采用粗波分 复用Ｃ Ｗ Ｄ Ｍ 方法是提高传输 速
天线的功耗 、体积 、质 量等 品质均 优于微波 、毫米波等通 信 天线 ，加 之无线光通信 架设 、组 网迅速 ，只 在通信节 点 上进行设备 安装 ，建设 工期 以小 时为单位 ，适合 作为应 急
输造成 的损耗 ；其 三是传输定 位， 因 目光 、风力 、季 节、
中图分类号：Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ‘
文献标识码：Ａ
文章编号：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — ０ ０ ８ ３ － ０ ２
１ 无线光通信关键技术概析
１ ． １ 无线 光通 信 技术 与传统 通信 技 术 的 比较
无线光 通信技术 相 比于传 统的数字微 波、铜缆数 字用 户线 、光纤 、无 线电等通信技 术 ，其优势 主要如下 ：第 一 是安全保 密性高 ，主要 因为激 光具备高指 向性 、传输 目标 准确 、发射 光束 窄的特点 ，使 其发散角保 持在毫弧度甚 至 微弧度 的数 量级 ，保 证 了传输信 息的稳定 、安全和保密 ； 第二是设备 架设迅速 ，主要 因为光 波的波长 短，使其通信
摘要 ：文章讨论 了无线光通信 中选择 波长 、降低空间损耗、传输定位 、消除闪烁散射 、提速编码等关键技 术 ，然后 研 究 了大 气信 道对 无 线光通 信链 路 的影 响 ，介 绍 了 自 适应 光 学技 术 （ 系统 ）的组 成 ，最后从 发射 分
集 角度 讨论 了大 气光通信 中发 射 器的配置 问题 。 关键 词 ：无 线光通信 ； 大气信 道 ；发 射 器配置
类 光纤通信 故障后备或者 临时性大 容量通信链 路建设 ，容
度 的主 要手段之 一，编选特 设编码意在提 高无线光通信 的 保密性 ，因为激 光直线传输使 其扩散角度较 小 ，将接收器 置于传 输路径 中易导致传输 中断 ，若在光 束的扩散 区域 中 则易使 损耗过大 ，接 收灵敏度 要求过高 ，因此 编选特殊编 码则可解决上述 问题 ，提高无线光通信 的保密性 。
１ ４ ０ ０ ｎ ｍ 波 长 以上 的激光对 人眼 的致伤 阈值是 １ ４ ０ ０ ｎ ｍ 波长 以
下的激光 的４ ５ 倍左右 ，因此建议在室 内选 择 １ ５ ５ ０ ｎ ｍ 波长 的 激光 作为工作 波长 ；其二 是降低空 间损 耗 ，即通 过提高发 射功 率、增加 光束数量 、聚焦波束 、拓 宽接受动态 范围等 措施 ，降低激 光波束在空 间传 输过程 中的损耗 ，再者需考 虑不 同气象条件 下空气 中水分 子、水滴 、颗粒等对激 光传
易进 行撤换和 重新部署 ；第三是信 息容量大 ，指 以光波为 信 息载体 的传输速 度可达 ｌ Ｏ Ｇ ｂ ／ ｓ ，实验室 的无线光 通信设 备传 输速度 甚至 可达 到１ ５ ０ Ｇ ｂ ／ ｓ ，另外 其通信 的工作 频率 在３ ５ ０ Ｔ Ｈ ｚ 左 右，各种设备 间不存在信 号干扰 ，无 需 申请频 率使 用许可 ，在 协议兼容性 良好的条件 下，可 以迭加 任何 传输 协议 ，实现 电路和数据业 务的全透 明传输 ；第 四是运 营成本 低，其无 需昂贵 的工程 管道铺设和 使用 中的维护费 用 ，造价是传统通信工程 的２ ０ ％ 左 右。
２ 大气信道对 无线 光通信链 路的影响
２ ． １ 大气信 道 对无 线光 通信 链路 的影 响
无线光通信 系统 的传 输介质 （ 载体 ）是大气信 道 ，激 光在大气信道中传输 时因大气层参数随机性易产生大气衰减
和大气湍流效应两类影响。大气衰减主要指大气 中存在 的气 体分子 、水雾粒子 、气来自百度文库胶粒子 、部分微粒等吸收或者散射
１ ． ２ 无线 光通 信技 术组 网通 信 中的关 键技 术
采用无线 光通信技术 组 网通信 时需考虑 下列关键技 术
对通信质 量的影 响：其 一是选择波 长 ，空气 中的水分子会
播等现象 。大气始终处于运动状态下的不稳定体系中，其折 射率随着时问和空 间变化无规则变化，因此光波参量也随着 折射率的变化而随机地影响到光束的传输质量。另外大气中 雨 、血、浓雾等 自然恶劣条件也会导致 多光信号造成严重的 衰减 ，一般可采用提高功率 的方法克服 。大气湍流主要指大
气湍流运动状态下因折射率随机变化造成的光束扩展 、光束 弯 曲、光 强闪烁等影响，例如光强闪烁影响，其指光束通过 湍流漩 涡时，光束直径 内的独立形成散射和衍射现象 ，是光
衰减波 的传 播 ，对波 长具有选择性 ，一般会选 用损耗低 的 窗 口８ ５ ０ ｎ ｍ ￥ １ １ ５ ５ ０ ｎ ｍ 波长 ，另外考虑到激光 能量密度或功率 密度超过 次阈值时对人 体眼睛 的损伤 问题 ，经试 验证 明，
２ ０ １ ３ 年第３ ５ 期
（ 总 第 ２ ７ ８ 期 ）
两 妻 《 垫 紊
（ Ｃ Ｎ Ｏ ． ３ ５ ． ２ ０ １ ３ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｏ． ２ ７ ８）
无线光通信技术概析
杨 芳
（ 内蒙古平庄煤 业 （ 集团 ） 有 限责任公 司， 内蒙 古 赤峰 ０ ２ ４ ０ ７ ６）
偏移，可采用变焦 以改变波束发散角或者利用Ｃ Ｃ Ｄ 光强度或
波 形 自动 定位和跟踪 ；其四是消 除闪烁和散射 ，因空气 内
部温度 的不 均一性 ，大气的折射系数 存在 明显差异 ，易 引 起 传输信号 强度 的变化 ，其影响范 围主要 在大于５ ０ ０ ｍ 的长
距 离通信 中，可采用 多波 束或者利用 相关检测方法 解决 的 手 段 ，空气 散射 主要指 空气 内部温度 不均一性造成 的介质
折射 率不 同，易造成传输 损耗 ，可采用 合理规避排风 口、
烟 囱、高温屋顶 、管道等 手段解决 ；其 五是提高传输速 度
和编选 特殊编码 ，采用粗波分 复用Ｃ Ｗ Ｄ Ｍ 方法是提高传输 速
天线的功耗 、体积 、质 量等 品质均 优于微波 、毫米波等通 信 天线 ，加 之无线光通信 架设 、组 网迅速 ，只 在通信节 点 上进行设备 安装 ，建设 工期 以小 时为单位 ，适合 作为应 急
输造成 的损耗 ；其 三是传输定 位， 因 目光 、风力 、季 节、
中图分类号：Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ‘
文献标识码：Ａ
文章编号：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — ０ ０ ８ ３ － ０ ２
１ 无线光通信关键技术概析
１ ． １ 无线 光通 信 技术 与传统 通信 技 术 的 比较
无线光 通信技术 相 比于传 统的数字微 波、铜缆数 字用 户线 、光纤 、无 线电等通信技 术 ，其优势 主要如下 ：第 一 是安全保 密性高 ，主要 因为激 光具备高指 向性 、传输 目标 准确 、发射 光束 窄的特点 ，使 其发散角保 持在毫弧度甚 至 微弧度 的数 量级 ，保 证 了传输信 息的稳定 、安全和保密 ； 第二是设备 架设迅速 ，主要 因为光 波的波长 短，使其通信
摘要 ：文章讨论 了无线光通信 中选择 波长 、降低空间损耗、传输定位 、消除闪烁散射 、提速编码等关键技 术 ，然后 研 究 了大 气信 道对 无 线光通 信链 路 的影 响 ，介 绍 了 自 适应 光 学技 术 （ 系统 ）的组 成 ，最后从 发射 分
集 角度 讨论 了大 气光通信 中发 射 器的配置 问题 。 关键 词 ：无 线光通信 ； 大气信 道 ；发 射 器配置
类 光纤通信 故障后备或者 临时性大 容量通信链 路建设 ，容
度 的主 要手段之 一，编选特 设编码意在提 高无线光通信 的 保密性 ，因为激 光直线传输使 其扩散角度较 小 ，将接收器 置于传 输路径 中易导致传输 中断 ，若在光 束的扩散 区域 中 则易使 损耗过大 ，接 收灵敏度 要求过高 ，因此 编选特殊编 码则可解决上述 问题 ，提高无线光通信 的保密性 。
１ ４ ０ ０ ｎ ｍ 波 长 以上 的激光对 人眼 的致伤 阈值是 １ ４ ０ ０ ｎ ｍ 波长 以
下的激光 的４ ５ 倍左右 ，因此建议在室 内选 择 １ ５ ５ ０ ｎ ｍ 波长 的 激光 作为工作 波长 ；其二 是降低空 间损 耗 ，即通 过提高发 射功 率、增加 光束数量 、聚焦波束 、拓 宽接受动态 范围等 措施 ，降低激 光波束在空 间传 输过程 中的损耗 ，再者需考 虑不 同气象条件 下空气 中水分 子、水滴 、颗粒等对激 光传
易进 行撤换和 重新部署 ；第三是信 息容量大 ，指 以光波为 信 息载体 的传输速 度可达 ｌ Ｏ Ｇ ｂ ／ ｓ ，实验室 的无线光 通信设 备传 输速度 甚至 可达 到１ ５ ０ Ｇ ｂ ／ ｓ ，另外 其通信 的工作 频率 在３ ５ ０ Ｔ Ｈ ｚ 左 右，各种设备 间不存在信 号干扰 ，无 需 申请频 率使 用许可 ，在 协议兼容性 良好的条件 下，可 以迭加 任何 传输 协议 ，实现 电路和数据业 务的全透 明传输 ；第 四是运 营成本 低，其无 需昂贵 的工程 管道铺设和 使用 中的维护费 用 ，造价是传统通信工程 的２ ０ ％ 左 右。
２ 大气信道对 无线 光通信链 路的影响
２ ． １ 大气信 道 对无 线光 通信 链路 的影 响
无线光通信 系统 的传 输介质 （ 载体 ）是大气信 道 ，激 光在大气信道中传输 时因大气层参数随机性易产生大气衰减
和大气湍流效应两类影响。大气衰减主要指大气 中存在 的气 体分子 、水雾粒子 、气来自百度文库胶粒子 、部分微粒等吸收或者散射